Статья посвящена сравнительному анализу состояния гомеостаза и энтропии показателей свободно радикального окисления (СРО) в миокарде и в крови при сочетанном действии катехоламиновой нагрузки и высокогорной гипоксии.

Ключевые слова: гомеостаз, энтропия, горы, катехоламины, миокард, кровь, перекисное окисление липидов, антиоксидантная система защиты.

Если гомеостаз определяет динамическое постоянство внутренней среды, ее упорядоченность, то энтропия – это мера нарушения упорядоченности системы.

Под действием изменений  среды обитания перестраиваются физиологические механизмы, поддерживающие состояния гомеостаза, что создает условия, приводящие к энтропии. Из этого можно было предположить, что в результате сложной формы адаптации организма к гиперкатехоламинемии и высокогорью, возникнут нарушения с увеличением проявлений энтропии.

Таким образом, о характере адаптации организма к изменениям окружающей среды можно судить не только по степени нарушения гомеостаза, но и проявлениям энтропии как в организме в целом, так и в отдельно взятой системе (в нашем случае свободно-радикальное окисление) [4].

Целью настоящей  работы явилось сравнениестепени изменения гомеостаза и энтропии СРО крови и миокарда, чтобы выяснить механизмы адаптации организма к сочетанному действию катехоламиновой нагрузки и высокогорной гипоксии.

Материалы и методы исследования. Работа выполнена на крысах линии Вистар, массой от 140 до 210 г, которые составили две серии исследований: низкогорную и высокогорную. Каждая серия состояла из основной и контрольной групп.

В основной группе катехоламиновый кардионекроз воспроизводился по В.И. Капелько и М.И. Попович (1990) путем 14 дневного внутрибрюшинного введения норадреналина (НА) в возрастающих дозах по следующей схеме: 3 дня по 1 мг/кг веса, в последующем – 4 дня по 2 мг/кг веса, затем 4 дня – по 3 мг/кг веса и 3 дня – по 4 мг/кг веса. Общая кумулятивная доза за 14 дней введения составила 35 мг/кг массы. Животные контрольной группы оставались интактными.

Заборкровии тканей миокарда проводили на 14 день эксперимента под эфиром. Состояние ПОЛ оценивали по концентрации диеновых коньюгатов (ДК) и оснований Шиффа (ШО)втканях миокарда и в крови,а АОЗ - по активности ферментов СОД и каталазы.

Статистическую обработку материала провели с помощью пакета компьютерных математических программ Statistica 5.5. MCExcel 2004.

Полученные данные (Табл.1, 3) послужили основой для вычисления  скорости свободно радикальных процессов в миокарде и в крови (Табл.2, 4) по формуле: СФП = , где Q1 и Q2 – показатели физиологического процесса, Т – интервал времени между Q1 и Q2.

Результаты и обсуждение.

Реакция организма на экзогенное введение катехоламинов в горах отличается от данных, полученных в низкогорье. Предварительная адаптация к средне- и высокогорью оказывает антистрессорный и саногенный эффект в том числе повышает резистентность к катехоламиновой нагрузке, снижает степень повреждения миокарда [3], увеличивает антиоксидантный резерв крови [1].

Таблица 1 Показатели ПОЛ и активности ферментов АОЗ в миокарде при 14-дневнойкатехоламиновойнагрузке(КАН) у неадаптированных к высокогорью крыс (М ± м)

Исследованные группы	Диеновые коньюгаты, нмоль/мг (ДК)	Шиффовые основания, усл.ед. (ШО)	Супероксид- дисмутаза, усл.ед. (СОД)	Каталаза, усл.ед.
Контроль, низкогорье	0,26±0,03	2,1±0,1	662±61	27,4±1,3
КАН в низкогорье	0,39±0,04*	2,1±0,1	567±54	20,4±1,3**
КАН в высокогорье	0,92±0,08**	3,9±0,6*	562±52	18,9±2,3**

 

Таблица 2 Показатели ПОЛ и активности ферментов АОЗ в крови при 14-дневной катехоламиновой нагрузке (КАН) у крыс в условиях низко- и высокогорья (М ± м)

Исследованные группы	Диеновые коньюгаты нмоль/мг	Шиффовые основания усл.ед.	Супероксид- дисмутаза усл.ед.	Каталаза усл.ед.
Контроль, низкогорье	1, 2 ±0,07	3,7± 0,0	771± 45	34,6± 2,0
КАН в низкогорье	1,2± 0,06	3,3± 0,2	774± 66	47,1± 2,5
КАН в высокогорье	2,1± 0,19**	3,6± 0,6	1106± 59**	53,3±6,2**

Таблица 3 Скорость изменения показателей ПОЛ и ферментов АОЗ в крови и миокарде при 14-дневной катехоламиновойнагрузке (КАН) у крыс в условиях низко- и высокогорья (М ± м)

Исследованные группы	Орган	СФП ДК нмоль/мг	СФП ШО усл.ед.	СФП СОД усл.ед.	СФП каталазы усл.ед.
КАН в низкогорье	Кровь	0	-0,028	0,214	0,9
КАН в высокогорье		0,064	-0,007	23,9	1,3
КАН в низкогорье	Миокард	0,009	-0,028	6,78	-0,5
КАН в высокогорье		0,047	-0,007	7,14	-0,6

 

Изменение гомеостаза и проявления энтропии под действием катехоламиновой нагрузкив крови в условиях предгорья более выражены со стороны показателей СФП каталазы, менее – со стороны СФП ШО (Табл.3). Среднее положение занимают показатели СФП СОД. Более выраженную энтропийную направленность со стороны показателей СФП АОЗ (каталаза, СОД) в крови при катехоламиновой нагрузкев условиях предгорья, чем со стороны СФП свободных радикалов, можно объяснить образованием свободных радикалов в крови под действием катехоламиновой нагрузки с последующей активацией антиоксидантной системы.

В условиях высокогорья наибольшая энтропийная направленность отмечается со стороны СФП СОД, наименьшая – со стороны ШО (Табл.3). Промежуточное положение занимают проявления энтропии со стороны ДК и СФП каталазы.

При сочетании катехоламиновой нагрузки с высокогорной гипоксией антигомеостатическая и проэнтропийная направленность изменений СФП ДК, СФП СОД и СФП каталазы более, а СФП ШО – менее выражены, чем при катехоламиновой нагрузке в условиях предгорья.

Изменение гомеостаза и проявления энтропии под действием катехоламиновой нагрузки в миокарде в условиях предгорья более выражены со стороны показателей СФПСОД, менее – со стороны СФП ДК (Табл.3). Среднее положение занимают показатели СФП каталазы.

СФП ДКв миокардев условиях высокогорья в 5,2 раза превышает значений в низкогорье, что свидетельствует о более значительном нарушении гомеостаза диеновых коньюгатов и более выраженной их энтропией в условиях высокогорья, по сравнению с данными полученными в низкогорье.

Показатель энтропии ШО у крыс высокогорной серии превышает данные полученные у крыс низкогорной серии в 0,13 раза. Это свидетельствует: 1) проэнтропийная и антигомеостатическая направленность ДК в 40 раз превышает соответствующие показатели ШО; 2) состояние гомеостаза ДК при моделировании катехоламинового кардионекроза нарушается значительно в большей степени, чем ШО. Отсюда априори можно ожидать о более выраженной адаптивной возможности системы ШО, по сравнению с ДК.

Скорость изменения СОД в высокогорье больше, чем в низкогорье, следовательно, энтропийная направленность изменений системы увеличивается, а гомеостатическая - снижается в условиях высокогорья, по сравнению с данными в низкогорье в 0,3 раза. Иначе  говоря, высокогорная среда  обитания отражается на состоянии гомеостаза СОД более выражено, чем на уровне низкогорья. Проявление энтропии и нарушения гомеостаза СОД в 14 раз менее выражено, по сравнению с данными ДК и более 2,3 раза – чем ШО.

В целом гомеостатическая устойчивость при перекрестной адаптации к высокогорной гипоксии и катехоламиновой нагрузке более высокая у системы АОЗ и более низкая – у системы свободных радикалов.

Повышение энтропии показателей АОЗ крови и миокарда при гиперкатехоламинемии как в горах, так и в долине можно рассматривать как положительное явление. Ферменты АОЗ обеспечивают связывание, модификацию и разрушение активных форм кислорода, свободных радикалов и гидроперекисей липидов, предупреждают их излишнее образование, опасных для жизнедеятельности клетки [2]. Возможно поэтому в высокогорье энтропийная направленность ШО крови и миокарда при гиперкатехоламинемии изменялась меньше, чем в долине.

Более выраженное изменение гомеостаза и усиление энтропийной направленности показателей АОЗ в крови и миокарде в условиях высокогорья свидетельствует, что высокогорная гипоксия способствует активации защитных механизмов при гиперкатехоламинемии.

 

Список литературы

1.     Костюченко  Л.С.  Изменение  перекисного  окисления  липидов  и  антиоксидантов  при  стрессовых состояниях в условиях среднегорья: Автореф. дис. … канд. мед. наук. Бишкек, 1991. 21 с.

2.     Ожегова Д.С. АОЗ (СОД, каталаза) и ингибиторы протеолиза при гипоксическом поражении ЦНС. Томск, 2009.

3.     Убашева Ч.А. Влияние высокогорья на процессы перекисного окисления липидов и гемокоагуляцию при катехоламиновом кардионекрозе: Автореф. дис. … канд. мед. наук. Бишкек, 2006. 20 с.

4.     Шидаков Ю.Х-М., Жоробаева Н.М. Высокогорная биоэнтропия. Жалалабат, 2007. – 105 с.